数字液压压力调节装置的制造方法

数字液压压力调节装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种数字液压压力调节装置。
【背景技术】
[0002] 公知的是，例如在造纸机中，工作流体（例如液压油、空气、水、各种气体或乳液或 该些流体的混合物）被用作操纵和控制介质。特别地，执行器由液压驱动，通过执行器可W W较高的精度来调整和施加较大的力。
[0003] 在此，工作流体是通过累来置于压力之下。特别是近期W来，将处于压力下的工作 流体引入到诸如流体缸或流体电机（例如液压电机）该样的液压执行器中则是借助于数字 控制阀来实现控制的，该种数字控制阀构成了压力调节器。
[0004] 例如在2008年期号为7-8的期刊"Fluid"第12-13页中就准确描述了数字压力 调节器的工作原理。
[0005] 在简单的情况下，数字控制压力调节器由一排并联连接的数字控制阀口组成，该 些阀口仅具有开/关（打开/关闭）功能，并且在静止状态（关状态）下是密封的。目P，它 们是简单的通-断开关阀，它们能够允许或中断流动并在本文中被统称为阀口。该些阀口 一方面全部与共有的输入管道相连接，另一方面还与共有的输出管道相连接。阀口自身可 W是传统的电磁阀，即，具有电磁驱动器的阀口。当然也可W选择另外的驱动方式。
[0006] 该些阀口可W例如通过连接或安装节流元件而具有不同的流量。优选该些阀口彼 此之间的行列比例（反e化enverh別tnis)为1:2:4:8…，在此，行列的长度根据阀口数量来 确定。
[0007] 通过打开和关闭基于数学模型由计算机所确定和选择的各个阀口或阀口组合，可 W在输出管道或其上所连接的执行器中实现非常快速、精确的压力调整。该种压力调整可 W通过利用数字生成的（近似）控制曲线代替传统的比例控制阀口的模拟控制曲线来实 现。由于去除了模拟比例阀口的非线性和/或滞后性，因此该曲线可W是近似阶梯状的直 线，该将使得能够快速且（几乎）无过度波动地进入调节点。
[000引该种数字液压调节的另一优点是，阀口是打开或者关闭的。目P，例如为了在封闭的 系统中保持额定压力，将阀口关闭，由此不会出现内部漏流。因此与传统的比例阀相比存在 明显的不同，在传统的比例阀中始终有液压油流流动通过，该例如在造纸机中会持续地需 要用于液压累的能源。
[0009] 由此可W看出；使用数字液压压力调节器能够使液压累较少地运行或较短时间地 运行，由此可W节省能源。此外，还可W在极短的时间内使压力水平发生变化。
[0010] 借助液压调节器调节的质量（例如精度、过度波动等）的重要标准是各个阀的接 通速度，即，可怎样迅速地打开或关闭阀。然而，为了阀中的阀体的迅速运动，需要比为了纯 粹将阀保持在被控制状态更大的（加速）力。为此，可为调整过程安装所谓的增压或加强 装置，增压或加强装置为电磁操纵阀的线圈短时间地供应过电压，从而产生较强的磁场并 使得阀体可较快地运动。该技术的优点在于，必须只能将该些线圈的尺寸确定为，使得它们 经受住该短时间的超负荷并且在持续运行中经受较低的电压。
[0011] 专利文献DE102009026604A1描述了一种用于制造纤维材料幅材的机器，特别是 造纸机或造纸板机的液压缸组件。该组件包括液压缸和至少一个数字液压压力调节器，液 压缸包括缸壳体和在缸壳体中运动的活塞，活塞将缸壳体分成缸顶面室和缸底面室，所述 至少数字液压压力调节器集成在该组件中，数字液压压力调节器配设于缸顶面室和缸底面 室，并且数字液压压力调节器控制工作流体流入和流出该些室，W调整液压缸的两个室的 至少一者中的工作流体的压力。
[0012] 通常，数字液压压力调节装置具有不同的控制装置和/或调节器，该些控制装置 和/或调节器例如由中央处理单元（CPU)控制。根据数字液压压力调节装置的应用范围， 设置相应的控制装置，该些控制装置通过相应的接口来确保数字可控阀的运行。
[0013] 但是由于在其上使用数字液压装置的设备（例如在造纸机中）的构造可W改变， 期望提供一种简单的并且成本低廉的数字液压压力调节装置，该数字液压压力调节装置能 实现设及简单维护和低改装费用的相应改装。 【实用新型内容】
[0014] 因此，本实用新型的目的是提出一种改进的数字液压压力调节装置，其具有简单 且成本低廉的结构。
[0015] 本实用新型的目的通过说明书中给出的方案予W实现。
[0016] 根据本实用新型的数字液压压力调节装置用于调节至少一个阀口组，在此每个阀 口组具有多个数字可控阀。数字液压压力调节装置包括；比例积分型的调节装置；加强装 置，用于为所述阀中的至少其中之一临时提供过电压，W提高所述阀中的至少其中之一的 操纵速度；和连接装置，至少具有用于输入电源电压、流体额定压力参数、流体额定流量参 数W及流体实际压力测量值W及用于将控制参数输出到每个阀上的连接部。所述调节装 置、所述加强装置和所述连接装置设置在一个共同的结构单元上，并且所述共同的结构单 元能直接通过所述连接单元连接到所述阀口组上。此外，所述压力调节装置是基于所述共 同的结构单元的输出的在由所述调节装置调节的正常的缸控制运行模式和通过附加地使 用所述加强装置提供的快速开关运行模式中能运行的装置。
[0017] 根据另一方面，根据本实用新型的用于调节至少一个阀口组（在此每个阀口组具 有多个数字可控的阀）的数字液压压力调节装置的制造方法包括W下步骤；提供比例积分 型的调节装置；提供加强装置，该加强装置用于为阀中的至少其中之一临时提供过电压，W 提高阀中的至少其中之一的操纵速度；和提供连接装置，该连接装置至少具有用于输入电 源电压、流体额定压力参数、流体额定流量参数W及流体实际压力测量值W及用于将控制 参数输出到每个阀上的连接部。调节装置、加强装置和连接装置设置在一个共同的结构单 元上，并且该结构单元可直接通过连接单元连接到阀口组上。此外，基于共同的结构单元的 输出，压力调节装置能在由调节装置调节的正常的缸控制运行模式和通过附加地使用加强 装置提供的快速开关运行模式中运行。
[0018] 优选地，在共同的结构单元上还可集成模拟/数字转换器。
[0019] 共同的结构单元可代替正常的缸控制中的再生计算化egenerationsberechung) 的任务，并且通过提高操纵速度能实现用于快速开关一个或多个阀的调节。
[0020] 为了在运行期间能够关掉液压累，还可具有一个或多个蓄压器。
[0021] 根据有利实施方式，至少对调节装置和加强装置的控制通过机器或设备（例如造 纸机）的机器控制系统实现，压力调节装置安装在机器控制系统上。
[0022] 优选地，共同的结构单元被构造为，能安装在现有的连接组件中，W例如实现简单 的改装或现代化。
【附图说明】
[0023] 下面根据优选实施例参照附图描述本实用新型。在此应当指出，实施例仅用于说 明和解释本实用新型，但不限制本实用新型的主题。
[0024]在附图中示出；
[0025] 图1示例性示出液压系统的基本结构，可借助根据本实用新型的实施例的数字液 压压力调节装置来控制该液压系统；
[0026] 图2示意性示出根据本实用新型的实施例的数字液压压力调节装置；W及
[0027] 图3阐明用于根据本实用新型的实施例的数字液压压力调节装置的制造方法。
【具体实施方式】
[002引在图1中示例性示出的数字液压执行器配设于四个阀口组，该些阀口组各自具有 相同数量的阀口和/或节流器。在图1中示意性示出的液压系统例如可使用在造纸机上。 阀口组也被称为数字流动控制单元，在此用附图标记DFCU标识。
[0029] 如图1所示的液压系统包括可借助两个执行器11、12移动的滚筒13,该滚筒相对 于固定设置的滚筒14行进。执行器11、12具有第一室A和第二室B。如果与各个室B中 的压力相比，各个室A中的压力升高，则可 运动的滚筒13相对于固定的滚筒14执行进给运 动。相反，当各个室B中的压力升高时，则执行返回运动。在此，各个执行器11、12配设有 均具有相同结构的数字液压调节器15、16。
[0030] 为了实现进给运动，将两个数字液压调节器15、16中的阀口组P-A的阀口接通，从 而在用于产生在工作流体中的液压压力的累P与执行器11、12中的室A之间建立连接。同 时，将数字液压调节器中的阀口组B-T的阀口接通，用于在各个室B与容器T之间为液压流 体建立连接。通过接通阀口，产生液压流体的一定的流量。
[003U相应地，为了实现返回运动，将两个数字液压调节器15、16中的阀口组P-B和A-T接通，从而在累P与执行器的室B之间建立连接。
[0032]尽管在图1中没有示出，但是也可W在第一室A与第二室B之间设置阀口组，从而 使该两个室A和B直接彼此连接。
[0033] 图2示意性示出根据本实用新型的实施例的数字液压压力调节装置。
[0034] 比例积分型的调节装置（PI调节器）22和用于为阀中的至少一个临时提供过电压 W提高阀中的至少一个的操纵速度的加强装置24(增压器）设置在一个共同的结构单元 21上，例如在电路板、插卡等上。此外，在共同的结构单元21上存在连接装置，连接装置至 少具有用于输入电源电压（例如24V)、流体额定压力参数（压力调整）、流体额定流量参数 (流量调整）W及流体实际压力测量值（压力测量）W及用于将控制参数输出到每个阀上 的连接部。
[0035] 在此，共同的结构单元21可直接通过连接单元连接到阀口组上，借助阀口组来控 制所示的活塞26。在此，压力调节装置基于共同的结构单元21的输出能够在由调节装置22 调节的正常的缸控制运行模式中运行，并且能够在通过附加地使用加强装置（增压器）24 提供的快速开关运行模式中运行。
[0036] 如示意性地由图2中的虚线所示，还可W将模拟/数字转换器23(AD转换器）整 合在共同的结构单元21上。
[0037] 图3阐明用于根据本实用新型的实施例的数字液压压力调节装置的制造方法。在 步骤S31中提供比例积分型的调节装置。在步骤S32中提供加强装置，该加强装置用于为 至少一个阀临时提供过电压，W提高至少一个阀的操纵速度。在步骤S33中提供连接装置， 该连接装置至少具有用于输入电源电压、流体额定压力参数、流体额定流量参数W及流体 实际压力测量值，W及用于将控制参数输出到每个阀上的连接部。在步骤S34中，将调节装 置、加强装置和连接装置设置在一个共同的结构单元上，在此该结构单元可直接通过连接 单元连接到阀口组上，并且基于共同的结构单元的输出，压力调节装置能够在由调节装置 调节的正常的缸控制运行模式中运行，并能够在通过附加地使用加强装置提供的快速开关 运行模式中运行。
[003引通过根据本实用新型的实施例的前述构造，可提供简化的数字液压系统。根据本 实用新型，共同的结构单元整合或结合PI调节器、增压输出器（Boos化musg沿ige)W及 优选A/D转换器，A/D转换器能实现与传统的模拟信号接合。
[0039] 因此例如在重新构造数字液压设备时或在现代化时，共同的结构单元可集成和安 置在现有的布线或连接组件中，并可能代替被移除的结构单元或电路板而在其位置上被使 用。
[0040] 由此能实现在该种现代化中保持低的成本和费用，从而也简化备件的安装和维 护。该还在于不需要新的控制器壳体W及两个单独的控制系统，而它们的安全和同步会是 昂贵的。
[0041] 通过使用数字液压系统，能获得出比传统的比例阀更好的可靠性，并且该系统几 乎无泄漏。然而当在运行期间应关掉液压累时，应使用蓄压器。
[0042]同样可W使用小的能量供给单元，其优选由设备的已有的机器控制系统控制。
[0043] 已参照基于图1的实施例对本实用新型进行了说明，但本实用新型并不限于该实 施例所描述的方式，而是只通过所附权利要求书的范围加W限定。
[0044] 特别需要注意的是；数字液压调节器的数量是不受限制的。同样地，数字液压调节 器中的阀口组的数量也不限于四个。例如，如图所示的实施例还可W通过配设于两个室A 和B的直接连接的一个阀口组A-B加W扩展。可W在检查数字液压调节器的过程中如前所 述地检查一个该样的阀口组A-B。每个阀口组的阀口的数量也可W任意地选择。
[0045] 数字液压压力调节装置包括；PI调节装置；加强装置，用于为阀中的至少一个临 时提供过电压，W提高阀的操纵速度；和连接装置，至少具有用于输入电源电压、流体额定 压力参数、流体额定流量参数W及流体实际压力测量值并用于将控制参数输出到每个阀上 的连接部，在此调节装置、加强装置和连接装置设置在一个共同的结构单元上，并且该共同 的结构单元可直接通过连接单元连接到阀口组上，并且基于共同的结构单元的输出，压力 调节装置能够在由调节装置调节的正常的缸控制运行模式中运行，并且能够在通过附加地 使用加强装置提供的快速开关运行模式中运行。
【主权项】
1. 一种用于调节至少一个阀门组的数字液压压力调节装置，其特征在于，每个阀门组 具有多个数字可控阀，所述数字液压压力调节装置包括： 比例积分型的调节装置（22); 加强装置（24)，用于为所述阀中的至少其中之一临时提供过电压，以提高所述阀中的 至少其中之一的操纵速度；和 连接装置，至少具有用于输入电源电压、流体额定压力参数、流体额定流量参数以及流 体实际压力测量值以及用于将控制参数输出到每个阀上的连接部， 其中，所述调节装置（22)、所述加强装置（24)和所述连接装置设置在一个共同的结构 单元（21)上，并且所述共同的结构单元（21)能直接通过所述连接单元连接到所述阀门组 (25)上；并且 所述压力调节装置是基于所述共同的结构单元的输出的在由所述调节装置（22)调节 的正常的缸控制运行模式和通过附加地使用所述加强装置（24)提供的快速开关运行模式 中能运行的装置。
2. 根据权利要求1所述的数字液压压力调节装置，其特征在于，在所述共同的结构单 元（21)上还集成有模拟/数字转换器（23)。
3. 根据权利要求1或2所述的数字液压压力调节装置，其特征在于，所述共同的结构单 元（21)代替正常的缸控制中的再生计算的任务，并且用于快速开关一个或多个所述阀的 调节能通过提高操纵速度来实现。
4. 根据权利要求1或2所述的数字液压压力调节装置，其特征在于，还具有一个或多个 蓄压器，用于在运行期间能够关掉液压泵（P)。
5. 根据权利要求1或2所述的数字液压压力调节装置，其特征在于，至少对所述调节装 置（22)和所述加强装置（24)的控制通过机器的机器控制系统实现，所述压力调节装置安 装在所述机器控制系统上。
6. 根据权利要求1或2所述的数字液压压力调节装置，其特征在于，所述共同的结构单 元（21)被构造为，能安装在现有的连接组件中。
【专利摘要】本实用新型涉及一种数字液压压力调节装置，其包括：PI调节装置；加强装置，用于为阀中的至少其中之一临时提供过电压，以提高阀的操纵速度；和连接装置，至少具有用于输入电源电压、流体额定压力参数、流体额定流量参数以及流体实际压力测量值以及用于将控制参数输出到每个阀上的连接部，其中，调节装置、加强装置和连接装置设置在一个共同的结构单元上，并且该共同的结构单元可直接通过连接单元连接到阀门组上，并且基于共同的结构单元的输出，压力调节装置能够在由调节装置调节的正常的缸控制运行模式中运行，并且能够在通过附加地使用加强装置提供的快速开关运行模式中运行。
【IPC分类】G05D16-20
【公开号】CN204613772
【申请号】CN201520219802
【发明人】尤哈尼·托帕里
【申请人】维美德技术有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月13日